機械設計教學大綱

1、機械設計課程教學大綱課程編碼：0110007課程名稱：機械設計英文名稱：Mach ine desig n學時：64學分：4課程類型：必修課程性質：專業(yè)課適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化先修課程：畫法幾何與機械制圖、工程材料、 理論力學、材料力學、機械加工工 藝學、機械原理開課學期：5開課院系：機電工程學院一、課程的地位、目的和任務本課程地位：機械設計課程是高等院校培養(yǎng)學生具有機械設計能力的一門重要技術基礎課。它是機械及機械 電子工程諸學科本科專業(yè)的主干課程之一。尤其是在以機電設備為主以及設備和制造工藝并重的各專業(yè)教 學計劃中，它是主要課程，肩負著奠定學生基本的機械設計能力的重要使命。本課程目的

2、：機械設計課程在教學內(nèi)容方面著重機械設計的基本知識、基本理論和基本方法的傳授。在培養(yǎng) 學生的設計能力方面著重設計構思和設計技能的基本訓練。本課程任務：1掌握通用機械零、部件設計的原理、方法和機械設計的一般規(guī)律，具有設計典型機械傳動裝置和簡 單機械的能力；2. 樹立正確的設計思想和創(chuàng)新意識，了解本課程基本理論的創(chuàng)立、運用和發(fā)展；3. 了解國家當前的有關技術、經(jīng)濟政策，具有正確運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料 的能力；4. 了解機械零、部件常見的實驗方法，獲得一定的實驗技能和基本訓練。二、本課程與其它課程的聯(lián)系本課程應在學完畫法幾何與機械制圖、理論力學、材料力學課程等課程以后進行，可與

3、互換性與技術測量課程同時開設。本課程學習結束后，為學生順利進入后續(xù)專業(yè)課學習打下基礎，本 課程在機械類專業(yè)教學計劃中起到承前啟后的作用，是一門設計性的主干技術課程。在整個人才培養(yǎng)中有 不可或缺的總要作用。三、教學內(nèi)容及要求第一篇總論 第一章緒論教學要求：（1）闡述機構和機器的概念和組成；（2）介紹本課程的性質和研究對象以及學習本課程的方法；（3）要求學生理解機構和機器的概念，了解機器的組成。重點：本課程的性質、研究對象、學習目的、課程特點和學習方法難點：理解機構和機器的概念與區(qū)別，了解機器的組成。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的應用一）機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用第二節(jié) 本課程的內(nèi)

4、容、性質與任務一） 本課程的內(nèi)容二）本課程的性質三）本課程的任務第二章 機械設計總論教學要求 ：（1）了解機器設計的總要求和零件設計的一些原則性問題；（2）掌握設計機器的一般程序、零件的失效形式、設計準則等小節(jié)間的邏輯關系。 重點：機械零件的失效形式、設計準則、設計方法、設計的一般步驟及其標準化。 難點：機械零件的失效形式。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 機器的組成（一）機器的定義（二）機器組成系統(tǒng)第二節(jié) 設計機器的一般程序（一）計劃階段（二）方案設計階段（三）技術設計階段（四）技術文件編制階段第三節(jié) 對機器的主要要求（一）使用性要求（二）通用性要求（三）環(huán)保性要求第四節(jié) 機械零件的主要失效形式（一）整體

5、斷裂（二）過大的殘余變形（三）腐蝕、磨損和接觸疲勞第五節(jié) 設計機械零件時應滿足的基本要求（一）使用性要求（二）剛度和強度要求第六節(jié) 機械零件的設計準則（一）強度準則（二）剛度準則（三）壽命準則第七節(jié) 機械零件的設計方法（一）滿足強度準則（二）滿足剛度準則第三章 機械零件的強度教學要求 ：（1）了解疲勞曲線、極限應力曲線、應力等效轉化、疲勞損傷累計假說的意義和用途；（2）掌握理念的極限應力簡化線圖繪制和雙向變應力時的強度校核。重點：疲勞曲線、極限應力線圖的意義以及機械零件的極限應力線圖的繪制；單向穩(wěn)定變應力時的 強度計算方法。難點：機械零件的極限應力線圖的繪制；單向穩(wěn)定變應力時的強度計算方法。

6、教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 材料的疲勞特性（一）變應力分類（二）疲勞曲線第二節(jié) 機械零件的疲勞強度計算（一）彎曲疲勞強度計算（二）接觸疲勞強度計算第三節(jié) 機械零件的抗斷裂強度（一）斷裂力學（二）抗斷裂強度第四節(jié) 機械零件的接觸強度（一）機械零件的接觸強度第四章 摩擦、磨損及潤滑概述教學要求 ：（1）了解摩擦與磨損的分類、意義和狀態(tài)； （ 2）流體動力潤滑的原理 重點：摩擦的概念與分類，潤滑的意義、狀態(tài)分類及特性，流體動力潤滑原理。 難點：流體動力潤滑原理。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 摩擦（一）摩擦機理（二）摩擦種類第二節(jié) 磨損（一）磨損機理（二）磨損三階段第三節(jié) 潤滑劑、添加劑和潤滑方法）潤滑劑（二）添加劑（

7、三）潤滑方法第二篇 聯(lián)接 第五章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動 教學要求 ： （1）了解螺紋及螺紋連接件的類型、特點、用場、放松方法、效率與自鎖；（2）不同外載荷下螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算；（3）掌握螺栓聯(lián)接的結構設計原則，強度計算方法。 重點：螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋連接件；螺栓聯(lián)接的強度計算，受軸向工作載荷的螺栓強度計算。 難點：受軸向工作載荷的螺栓強度計算，受傾覆力矩的螺栓組強度計算。教學內(nèi)容 ： 第一節(jié) 螺紋（一）螺紋的形成（二）螺紋的要素 第二節(jié) 螺紋連接的類型和標準連接件（一）螺紋連接類型 （二）標準連接件第三節(jié) 螺紋連接的預緊（一）預緊力（二）預緊作用（三）預緊方法 第四節(jié) 螺紋連接的

8、防松（一）螺紋防松含義（二）螺紋連接的防松方法 第五節(jié) 螺紋連接的強度計算（一）只受預緊力作用下的強度計算 （二）受外力作用下的強度計算第六節(jié) 螺紋連接件的材料及許用應力 （一）螺紋連接件的材料（二）許用應力 第七節(jié) 提高螺紋連接強度的措施（一）提高螺紋連接強度的措施第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接教學要求 ：（1）了解鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接的類型、特點及應用； （2）掌握鍵、花鍵的失效形式和強度計算方法和花鍵定心方式。 重點：平鍵聯(lián)接的失效形式、強度計算，花鍵聯(lián)接的定心方式及意義。 難點：花鍵聯(lián)接的定心方式。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 鍵連接（一）鍵的種類（二）鍵的作用第二節(jié) 花鍵連接（一）花

9、鍵含義（二）花鍵的作用第三節(jié) 無鍵連接（一）無鍵連接的種類（二）無鍵連接的特點第四節(jié) 銷連接（一）銷連接種類（二）銷連接作用第七章 鉚接、焊接、膠接和過盈連接教學要求 ：（1）了解鉚接、焊接、膠接和過盈連接的意義和用途。 重點：鉚接、焊接、膠接和過盈連接的方法。難點：鉚接、焊接、膠接和過盈連接的方用途。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 鉚接（一）鉚接的含義（二）鉚接的作用第二節(jié) 焊接（一）焊接的含義（二）焊接的種類第三節(jié) 膠接（一）膠接的含義（二）膠接的種類第四節(jié) 過盈連接（一）過盈連接含義第三篇 機械傳動第八章 帶傳動教學要求 ：（1）了解帶傳動的類型、特點、應用、歐拉公式、帶的應用及其變化規(guī)律、帶的結構

10、標準及張緊方 法；（2）掌握帶傳動的工作原理、受力分析、彈性滑動與打滑、失效形式與設計準則。 重點：帶傳動的工作原理、受力分析、歐拉公式， V 帶傳動的設計計算。 難點：歐拉公式，受力分析。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）帶的種類（二）帶的傳動原理第二節(jié) 帶傳動工作情況的分析（一）帶傳動過程（二）帶傳動受力分析第三節(jié) 普通 V 帶傳動的設計計算（一）普通 V 帶傳動（二）普通 V 帶傳動設計計算第四節(jié) V 帶輪的設計（一）V 帶輪結構（二） V 帶輪參數(shù)第五節(jié) V 帶傳動的張緊、安裝與防護（一）V 帶傳動的張緊（二）安裝（三）防護第九章 鏈傳動教學要求 ：（1）了解鏈傳動的工作原理、特點、應用、

11、布置、張緊、潤滑齒形鏈的結構特點；（2）滾子鏈的標準規(guī)格和鏈輪結構；（3）掌握滾子鏈傳動的設計方法。 重點：套筒滾子鏈的結構、參數(shù)；鏈傳動設計的參數(shù)選擇。 難點：鏈傳動的運動特性：運動的不均勻性和動載荷 教學內(nèi)容 ：第一節(jié)鏈傳動的特點及應用一）鏈傳動的特點二）鏈傳動應用第二節(jié)傳動鏈的結構特點一）傳動鏈的種類二）傳動鏈的結構特點第三節(jié)滾子鏈鏈輪的結構和材料一）滾子鏈鏈輪的結構二）滾子鏈鏈輪的材料第四節(jié)鏈傳動的工作情況分析一）鏈傳動的工作情況分析二）鏈傳動的受力分析第五節(jié)滾子鏈傳動的設計計算一）滾子鏈傳動的設計計算第六節(jié) 鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護（一）鏈傳動的布置（二）張緊、潤滑與防護第十章

12、 齒輪傳動教學要求 ：（ 1）了解齒輪傳動的類型，重點是標準支持圓柱齒輪； （2）掌握不同條件下齒輪傳動的失效形式、設計準則和強度計算方法；（3）不同類型尺寸的齒輪機構設計。重點：齒輪傳動的失效形式及設計準則， ，標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算，齒輪傳動的設計參數(shù)。 難點：接觸疲勞強度計算，標準斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）齒輪傳動特點（二）齒輪的種類第二節(jié) 齒輪傳動的失效形式及設計準則（一）齒輪傳動的失效形式（二）設計準則第三節(jié) 齒輪的材料及其選擇原則（一）齒輪的材料（二）選擇原則第四節(jié) 齒輪傳動的計算載荷（一）齒輪傳動情況分析（二）齒輪傳動受力分析（三）齒輪傳動

13、載荷計算第五節(jié) 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算（一）標準直齒圓柱齒輪傳動特點（二）標準直齒圓柱齒輪傳動強度計算第六節(jié) 齒輪傳動的設計參數(shù)、許用應力與精度選擇（一）齒輪傳動的設計參數(shù)（二）齒輪傳動的許用應力（三）齒輪傳動的精度選擇第七節(jié) 標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算（一）標準斜齒圓柱齒輪傳動特點（二）標準斜齒圓柱齒輪傳動強度計算第八節(jié) 標準錐齒輪傳動的強度計算（一）標準錐齒圓柱齒輪傳動特點（二）標準錐齒圓柱齒輪傳動強度計算第九節(jié) 變位齒輪傳動強度計算概述（一）變位齒輪傳動強度計算概述第十節(jié) 齒輪的結構設計（一）齒輪的結構種類（二）齒輪結構設計第十一章 蝸桿傳動教學要求 ：（1）了解蝸桿傳動類型

14、、變位、剛度計算、熱平衡計算；（2）掌握蝸桿傳動的受力分析、幾何參數(shù)計算與選擇及強度計算。 重點：普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其幾何計算；蝸桿傳動的失效形式、設計準則和強度計算； 熱平衡計算。難點：蝸桿傳動的受力分析（力的作用點、大小及方向） ；蝸桿傳動的強度計算。 教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 蝸桿傳動的類型（一）蝸桿傳動的特點（二）蝸桿傳動的類型第二節(jié) 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算（一）普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)（二）普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算第三節(jié) 普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算（一）普通圓柱蝸桿傳動受力分析 （二）普通圓柱蝸桿傳動承載能力分析第四節(jié) 圓弧圓柱蝸桿傳動設計計算（一）圓

15、弧圓柱蝸桿傳動特點（二）圓弧圓柱蝸桿傳動設計計算第四節(jié) 普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算（一）普通圓柱蝸桿傳動的效率及潤滑（二）熱平衡計算第四篇 軸系零、部件第十二章 滑動軸承教學要求 ：（1）了解滑動軸承的特點、應用場合、典型結構、軸瓦材料及選用原則；（2）掌握不完全液體潤滑滑動軸承和液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計原理和設計方法。 重點：軸瓦材料及其應用，液體摩擦動力徑向滑動軸承的設計及主要參數(shù)的選擇。 難點：液體動力潤滑的基本方程式，液體摩擦動力徑向滑動軸承的設計及主要參數(shù)的選擇。 教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）滑動軸承的特點（二）滑動軸承的應用場合第二節(jié) 滑動軸承的的結構（一）滑

16、動軸承的典型結構（二）滑動軸承的主要作用第三節(jié) 滑動軸承的失效形式及常用材料（一）滑動軸承的失效形式（二）滑動軸承的常用材料第四節(jié) 軸瓦結構（一）對開式（二）整體式第十三章 滾動軸承教學要求 ：（1）了解滾動軸承的類型、特點、代號及應用； （2）掌握正確選擇軸承代號、向心推力軸承組合的受力分析、合理設計出軸承裝置。 重點：滾動軸承類型選擇，滾動軸承部件的組合設計。難點：滾動軸承疲勞壽命的計算，角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向載荷的計算。 教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）滾動軸承的作用（二）滾動軸承的特點第二節(jié) 滾動軸承的主要類型及其代號（一）滾動軸承的主要類型（二）滾動軸承的代號第三節(jié) 滾動軸承類

17、型的選擇（一）滾動軸承種類（二）滾動軸承之間的區(qū)別第四節(jié) 滾動軸承的工作情況（一）滾動軸承的工作狀況分析（二）滾動軸承的受力分析第五節(jié) 滾動軸承尺寸的選擇及軸承裝置的設計（一）滾動軸承尺寸的選擇（二）軸承裝置的設計第十四章 聯(lián)軸器和離合器 教學要求 ： （1）掌握聯(lián)軸器和離合器的類型、結構、用場、工作原理、特點、選擇與計算方法。 重點：聯(lián)軸器的特性和選擇，離合器的特性和選擇。 難點：聯(lián)軸器、離合器的工作原理。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 聯(lián)軸器的種類和特性 （一）聯(lián)軸器的種類第二節(jié) 聯(lián)軸器的選擇第三節(jié) 離合器二）聯(lián)軸器的特性一）聯(lián)軸器的選擇依據(jù)二）聯(lián)軸器的選擇一）離合器特點二）離合器種類第十五章 軸教學

18、要求 ：（ 1）了解軸的分類與應力特點；（2）了解三種強度計算方法與應用；（3）了解軸的剛度與振動穩(wěn)定性及典型軸系結構；（4）掌握軸的設計原則與方法。重點：軸的結構設計，強度計算，轉軸設計程序問題，彎扭組合強度計算。 難點：軸的彎扭組合強度計算。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）軸的分類（二）軸的特點第二節(jié) 軸的結構設計（一）軸的結構特點（二）軸的結構設計第三節(jié) 軸的計算（一）軸的計算第五篇 其他零、部件第十六章 彈簧教學要求 ：（1）了解彈簧類型、特點與應用；（2）掌握圓柱螺旋（拉）壓彈簧的設計計算。重點：彈簧的功用、分類、材料及許用應力的確定； 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的主要幾何參數(shù)、 特曲性

19、線、強度計算與剛度計算。難點：圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的主要幾何參數(shù)、特曲性線、強度計算與剛度計算。教學內(nèi)容 ：第一節(jié) 概述（一）彈簧類型（二）彈簧的特點及應用第二節(jié) 圓柱螺旋彈簧的結構、制造、材料及許用應力（一）圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的結構（二）圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的材料（三）圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的許用應力第三節(jié) 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計計算（一）圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計計算第十七章機座和箱體簡介教學要求：（1）了解各類機座和箱體的類型、材料、制法、截面形狀與肋板布置原則。 重點：機座和箱體的一般類型；機座和箱體的材料及制法；截面形狀及肋板布置。 難點：機座和箱體設計概要。教學內(nèi)容：第一節(jié)概述（一）機座和箱體的類型（二）材料第二節(jié)機座和箱體的截面形狀及肋板布置（一）機座和箱體的截面形狀（二）肋板布置第十八章減速器和變速器教學要求：（1）了解減速器和變速器的類型、特點與用場；（2）掌握減速器的設計方法。重點：減速器概述；齒輪減速器；蝸桿減速器；行星輪減速器；有級減速器；無級減速器。 難點：各類減速器的工作原理和設計方法。教學內(nèi)容：第一節(jié)減速器（一）減速器的特點（二）減速